自定义构造函数中fenwick_tree结构体成员是否被构造两次？

相关代码 #

PhiBlock 结构体定义 #

struct PhiBlock
{   
    int64_t bsize;              // block size
    vector<int64_t> ind;        // 0/1 to track [pmin(y) > pb]
    fenwick_tree phi_sum;       // partial sums

    PhiBlock (int64_t bsize, int64_t a):
        phi_sum(ind)
    {
        this->bsize = bsize;
        ind.resize(bsize, 1);
        phi_sum = fenwick_tree(ind);
    }
    // ...
};

fenwick_tree 结构体定义 #

struct fenwick_tree
{
    size_t len; // 0-based len
    std::vector<int64_t> t; // 1-based tree, indexes [1:len]

    fenwick_tree(std::vector<int64_t> const &a)
    {
        len = a.size();
        t.assign(len + 1, 0);
        for (size_t i = 0; i < len; ++i)
            add_to(i, a[i]);
    }

    // ...
};

疑问与解答 #

1. 对初始化流程的理解是否正确？ #

你的理解完全正确：

• 由于fenwick_tree没有默认构造函数，必须在成员初始化列表中显式初始化phi_sum，此时ind是默认构造的空vector，因此第一次构造的phi_sum是基于空容器的实例；
• 进入构造函数体后，ind被resize为指定大小并填充1；
• 最后通过fenwick_tree(ind)创建临时对象，再赋值给phi_sum，完成第二次构造（临时对象）+ 赋值操作。

2. phi_sum 是否必须被构造两次？ #

在当前代码结构下，是的。成员初始化阶段必须完成phi_sum的构造（无默认构造函数时编译器无法自动初始化），但此时ind还未被初始化到目标状态，只能先基于空ind构造一次，后续再通过赋值替换。

不过可以通过调整代码避免两次构造：将ind的初始化移到成员初始化列表中，直接用正确状态的ind构造phi_sum，示例如下：

PhiBlock (int64_t bsize, int64_t a):
    bsize(bsize),
    ind(bsize, 1),
    phi_sum(ind)
{}

这样只需构造一次phi_sum，完全避免后续赋值操作。

3. 给fenwick_tree添加默认构造函数后，是否无需成员初始化列表？ #

是的。如果给fenwick_tree添加空操作的默认构造函数（比如初始化空vector、设置len=0），编译器会自动在成员初始化阶段调用默认构造函数初始化phi_sum，此时无需在初始化列表中显式声明phi_sum的初始化，后续可在构造函数体中对phi_sum进行赋值或重新初始化。

关于优化的补充 #

未开启-O2时，确实能看到两次fenwick_tree构造操作；开启-O2后，编译器可能会优化掉后续的赋值操作（比如直接修改第一次构造的phi_sum实例，而非创建临时对象再赋值），但这属于编译器的优化行为，不能依赖它保证代码正确性或性能，建议从代码结构上避免不必要的构造。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者qwr